擴(kuò)修巷道壁后注漿加固技術(shù)

1、擴(kuò)修巷道壁后注漿加固技術(shù)0 引言 針對(duì)小煤礦管理差、隱患多、事故多發(fā)的狀況，我國(guó)對(duì)小煤 礦進(jìn)行了全面整頓、集中治理。小煤礦整合之后，由于巷道斷面 滿足不了安全、運(yùn)輸、通風(fēng)等規(guī)定要求，需要進(jìn)行擴(kuò)修，加強(qiáng)支 護(hù)。為保證擴(kuò)修期間巷道圍巖穩(wěn)定，避免發(fā)生冒頂事故，決定擴(kuò) 修前先對(duì)老巷道進(jìn)行壁后注漿加固。 以往的壁后注漿以充填為主 要目的，采用單液水泥漿注漿，要求充填密實(shí)，與巷道圍巖共同 承壓。但由于小煤礦往往采用砌碹支護(hù)，巷道初掘期間，資金投 入不足，巷道支護(hù)達(dá)不到要求，甚至壁后出現(xiàn)大面積空頂現(xiàn)象。 本文針對(duì)陳召一礦巷道擴(kuò)修期間圍巖加固技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研 究，可以幫助其他整合技改小煤礦解決類似問(wèn)題， 對(duì)

2、提高擴(kuò)修巷 道頂板整體性和圍巖抗壓強(qiáng)度 1 ，防止發(fā)生冒頂事故，起到關(guān) 鍵的作用， 將對(duì)進(jìn)一步深入開(kāi)展小煤礦整合技改工作， 產(chǎn)生積極 的影響。1 工程地質(zhì)概況分析陳召一礦位于焦作煤田的東北部，東距衛(wèi)輝市約18km,西南距新鄉(xiāng)市約21km位于衛(wèi)輝市太公泉鎮(zhèn)境內(nèi)。2003年8月建井， 2010 年 12 月由河南煤化集團(tuán)整合，開(kāi)始技改工作。進(jìn)、回 風(fēng)大巷原為砌碹支護(hù)，局部巖石完好處為裸巷，根據(jù)擴(kuò)修揭露， 砌碹處多為掘進(jìn)時(shí)片幫、冒頂嚴(yán)重地方，碹體頂部為木質(zhì)絞架， 巷道圍巖尤其是頂板巖石極破碎，擴(kuò)修時(shí)易發(fā)生冒頂事故。2 現(xiàn)場(chǎng)研究實(shí)驗(yàn)為了加固巷道圍巖， 避免擴(kuò)修時(shí)發(fā)生冒頂?shù)葌耸鹿剩?保證 進(jìn)、回風(fēng)大巷

3、安全擴(kuò)修， 陳召一礦提出擴(kuò)修巷道壁后注漿加固方 案，即擴(kuò)修前先對(duì)原巷道進(jìn)行壁后注漿加固， 使水泥和巷道破碎 圍巖膠結(jié)，在巷道壁后形成一個(gè)抗壓拱，防止冒頂事故，承載擴(kuò) 修時(shí)由于原應(yīng)力平衡被打破后的突然來(lái)壓 2 。為保證注漿效果， 提出以下注漿方案：注漿時(shí)以30m為一個(gè)區(qū)段，注漿管長(zhǎng)1800mm 注漿孔間排距為1500X 3000mm每個(gè)斷面施工三個(gè)頂孔，采用 間歇注漿，單孔注漿量控制在 24t，這種方法能讓漿液利用重 力作用， 從巷道頂流到幫部， 保證漿液更多的留在巷道周圍尤其 是腰部以上，與圍巖膠結(jié)，共同起到承壓、造頂作用，且能夠有 效的節(jié)約水泥用量。（見(jiàn)圖 1）2.1 壁后注漿加固2.1.1

4、 注漿加固設(shè)備及參數(shù)注漿采用河北同城礦業(yè)科級(jí) XX公司生產(chǎn)的 ZBQ 15/5 氣動(dòng)注漿泵（見(jiàn)圖 2），額定氣壓為 0.5Mpa， 排漿流量為15L/min，排漿壓力位5Mpa該泵為全氣動(dòng)，可單、 雙液注漿，壓力可調(diào)式注漿泵，具有體積小、重量輕、井下搬運(yùn) 方便等特點(diǎn)， 能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)注漿使用。 注漿管采用六分無(wú)縫鋼管 加工而成，連接注漿泵一端焊接快速接頭，另一端300mm段按照螺紋狀布置 5mn的小孔，孔距50mm2.1.2 雙液漿配比注漿時(shí)， 若注漿通道與老巷連通， 則水泥 遠(yuǎn)離巷道，造成水泥浪費(fèi)，且達(dá)不到注漿預(yù)計(jì)效果。因此，必須 調(diào)整好雙液漿配比， 控制初凝和終凝時(shí)間， 確保注入壁后的漿液

5、能更多的留在巷道周圍。 參考不同配比水泥與玻璃水凝膠時(shí)間 3 調(diào)試出適合陳召一礦壁后注漿使用的雙液漿最佳比例， 為便于施 工人員操作，單液水泥漿選用 1:1 ，水泥標(biāo)號(hào)為 425，玻璃水濃 度為39Be,經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，得到陳召一礦壁后雙液注漿配比見(jiàn) 表 1。巷道壁后注漿，主要是人工充填、膠結(jié)松散圍巖，如果終 凝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成材料浪費(fèi)，并且達(dá)不到注漿效果。陳召一礦 壁后注漿要求漿液擴(kuò)散半徑大于 1m小于3m這要求水泥漿的初 凝和終凝之間有一段合適的時(shí)間差。 經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)， 陳召一礦壁 后雙液注漿選用雙液漿比例 1:0.25 。2.1.3 分散間歇注漿由于巷道壁后空間大且有可能與老空連通，應(yīng)采用

6、分散間歇注漿，單孔注漿量控制在 24t，每個(gè)孔 注漿結(jié)束后，用清水沖洗注漿管路，待 30m區(qū)段施工完畢后，通 過(guò)打探眼驗(yàn)證注漿效果， 若此區(qū)段頂板注漿效果達(dá)不到要求， 則 進(jìn)行復(fù)注漿，直到頂板以上 3m范圍內(nèi)密實(shí)為止。2.1.4 漏漿封堵原有巷道為砌碹支護(hù)， 巷壁縫隙較大， 注漿 時(shí)常發(fā)生漏漿現(xiàn)象， 若漏漿量較小， 可采用水泥摻拌玻璃水進(jìn)行 封堵；若漏漿量較大，則應(yīng)該立即停止注漿，沖洗注漿通道，等 待水泥凝固，漏漿處用棉絲塞堵， 然后水泥摻拌玻璃水進(jìn)行封堵， 待水泥凝固后再開(kāi)始注漿。2.2 效果驗(yàn)證陳召一礦進(jìn)風(fēng)大巷與二聯(lián)巷交岔點(diǎn)斷面較大， 最大處凈寬為8.5m。根據(jù)以前施工人員講述，原巷道掘進(jìn)期間， 頂板巖石冒落嚴(yán)重，碹體上部空頂在 1.5m 左右，為絞架支護(hù)。 為保證擴(kuò)修時(shí)頂板安全， 擴(kuò)修前進(jìn)行注漿加固。 經(jīng)過(guò) 13 天注漿， 工施工注漿孔 11個(gè)，注入水泥 48.5t ，使用玻璃水 13.4t （其中 包括封堵漏漿）。整個(gè)工程在 6 天內(nèi)完成，注漿后頂板完整性較 好，擴(kuò)修期間未發(fā)生冒頂、片幫事故。3 結(jié)論本文通過(guò)對(duì)陳召一礦進(jìn)、 回風(fēng)大巷壁后注漿技術(shù)研究， 得出 如下結(jié)論： 擴(kuò)修巷道壁后注漿時(shí)， 布置鉆孔